馮蕓芝,孫 棟,邵倩文,3,王春生,4,*

1 上海交通大學(xué)海洋學(xué)院,上海 200030

2 自然資源部第二海洋研究所,自然資源部海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,杭州 310012

3 寧波海洋研究院,寧波 315832

4 南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(珠海),珠海 519082

海洋浮游動(dòng)物是一類個(gè)體微小,運(yùn)動(dòng)能力較弱或無,在水層中營浮游生活的異養(yǎng)生物類群。它們種類豐富,數(shù)量極大,廣泛分布于世界各大水域,作為海洋初級(jí)生產(chǎn)力的主要消費(fèi)者,是連接海洋初級(jí)生產(chǎn)者和高營養(yǎng)級(jí)動(dòng)物(魚、蝦、鯨、海鳥等)的關(guān)鍵營養(yǎng)紐帶[1]。許多浮游動(dòng)物具備典型的晝夜垂直遷移行為,能夠直接促進(jìn)不同水層間的物質(zhì)交換；而它們攝食體型較小的浮游生物,并排出較大顆粒的糞便,也促進(jìn)了有機(jī)碳向海洋深層的轉(zhuǎn)移[2]。此外,浮游動(dòng)物作為很多海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物特別是經(jīng)濟(jì)魚類幼體的重要餌料生物,其群落結(jié)構(gòu)和多樣性動(dòng)態(tài)直接影響這些經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的資源量與補(bǔ)充能力,因此它們是漁業(yè)資源管理的重要依據(jù)[3]。水母類、橈足類、被囊類和毛顎類等許多浮游動(dòng)物類群對(duì)氣候、環(huán)境變化的響應(yīng)非常敏感[4—5],是反映海洋環(huán)境變化的極佳研究對(duì)象；且它們的空間分布模式與水團(tuán)、海流密切相關(guān),也是研究水團(tuán)、海流運(yùn)動(dòng)的良好指示生物[6]。綜上,浮游動(dòng)物不僅是海洋生物學(xué)的研究重點(diǎn),也是生物海洋學(xué)和漁業(yè)科學(xué)等研究的重要對(duì)象。

浮游動(dòng)物包括了龐雜的分類階元,主要有原生動(dòng)物(鞭毛蟲、肉足蟲、纖毛蟲等)、刺胞動(dòng)物、櫛板動(dòng)物、輪蟲動(dòng)物、浮游甲殼動(dòng)物(橈足類、枝角類、端足類、介形類、磷蝦類、糠蝦類、螢蝦類等)、腹足類軟體動(dòng)物、毛顎動(dòng)物、低等脊索動(dòng)物(浮游有尾類和海樽類)等。除了上述的永久性浮游動(dòng)物外,還有暫時(shí)性浮游動(dòng)物,包括底棲生物的浮游幼體及游泳動(dòng)物的魚卵、仔稚魚等?；谛螒B(tài)學(xué)的物種鑒定方法對(duì)鑒定人員的專業(yè)水平要求較高,尤其是浮游幼體缺乏明顯的形態(tài)學(xué)特征,難以鑒別,且形態(tài)鑒定工作量大成本高,不同專業(yè)人員的鑒定結(jié)果難以標(biāo)準(zhǔn)化,這仍然是海洋浮游動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究的一個(gè)主要障礙。此外,盡管相較于陸地、潮間帶和海底,海洋水體之間往往被認(rèn)為不存在明顯的地理隔離,然而越來越多的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,浮游動(dòng)物廣布種在不同海域之間遺傳差異較大,隱存種可能廣泛存在[7—9],基于形態(tài)學(xué)鑒定得到的浮游動(dòng)物物種多樣性往往被低估。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,基于不同物種特定基因序列的差異性,構(gòu)建以短的DNA序列為分類單元的數(shù)據(jù)庫,以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的物種鑒定的DNA條形碼技術(shù)[10]已得到越來越普遍的認(rèn)可和發(fā)展。然而,大多數(shù)浮游動(dòng)物個(gè)體微小,分離并提取DNA的操作困難,耗時(shí)耗力,難以滿足大規(guī)模生態(tài)監(jiān)測(cè)的需求。

近年來,DNA宏條形碼技術(shù)為克服上述困難提供了一套新的解決方案。該技術(shù)無需分離生物個(gè)體,而是通過提取復(fù)雜環(huán)境樣本(包括過濾的空氣和水、沉積物、生物混合樣本等)的總DNA,基于特定的一對(duì)或多對(duì)DNA條形碼進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增,然后通過高通量測(cè)序和比對(duì),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣本物種多樣性的快速評(píng)估[11]。隨著測(cè)序成本的逐漸降低,宏條形碼技術(shù)能夠避免不同鑒定人員主觀因素帶來的誤差,具有準(zhǔn)確、高效、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),使其在浮游動(dòng)物物種鑒定上具有顯著優(yōu)勢(shì)[12—13]。此外,高通量測(cè)序技術(shù)產(chǎn)生的大量信息有利于揭示海洋浮游動(dòng)物群落的隱匿多樣性[14—15]。除了傳統(tǒng)浮游生物拖網(wǎng)采集得到的樣品可以用于宏條形碼分析外,水體環(huán)境中也存在著大量浮游動(dòng)物的游離DNA,即環(huán)境DNA(eDNA)。eDNA聯(lián)合宏條形碼技術(shù)探測(cè)浮游動(dòng)物多樣性的方法無需采集生物樣本,對(duì)環(huán)境和浮游動(dòng)物群落的破壞性更小,正逐漸成為研究熱點(diǎn),在生態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估方面具有較大應(yīng)用潛力[16—18],相關(guān)報(bào)道數(shù)量增長迅速(圖1)。

圖1 浮游動(dòng)物宏條形碼研究的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析

1 DNA宏條形碼技術(shù)的主要分子標(biāo)記

核糖體小亞基18S rRNA基因是浮游動(dòng)物宏條形碼研究中的最常用的條形碼(圖2、表1)。其中18SV9高可變區(qū)長度約為130bp,非常適合高通量測(cè)序平臺(tái),其通用性良好且數(shù)據(jù)庫中的參考序列十分豐富,因而是研究環(huán)境中真核生物多樣性的常用分子標(biāo)記[27—28],在浮游動(dòng)物宏條形碼研究中也有許多應(yīng)用[15, 23—24, 29]。此外,18S rRNA的V1—V2區(qū)和V4區(qū)長度約為350—450bp,其中18SV1—V2區(qū)主要用于底棲生物的研究[30],而V4區(qū)更多用于浮游生物[31—32]。然而,V1—V2區(qū)比18S rRNA的其他可變區(qū)在橈足類中具有更高比例的簡(jiǎn)約信息位點(diǎn),且在公共數(shù)據(jù)庫中擁有豐富的參考序列[14],也適合浮游動(dòng)物的多樣性研究[25, 33]。另外,不同浮游動(dòng)物類群與引物的適配度不同,例如18SV7區(qū)變異最大,適合研究種內(nèi)高度分化的紡錘水蚤屬(Acartia)[33],核糖體小亞基12S rRNA被認(rèn)為更適合在種水平上鑒定隆水蚤科的橈足類[34]。此外,核糖體大亞基28S rRNA可變性更高,也已被應(yīng)用于橈足類的宏條形碼分析[26, 35]。

圖2 浮游動(dòng)物宏條形碼研究中分子標(biāo)記的統(tǒng)計(jì)

線粒體細(xì)胞色素c氧化酶I基因(COI)是后生動(dòng)物最常用的條形碼之一[10,36],也是海洋浮游動(dòng)物常用的分子遺傳標(biāo)記(圖2)。COI基因進(jìn)化速率快于核基因組,因此在物種水平上具有更高的分辨率,但是在更高的分類層級(jí)上分辨率較低[37—38]。此外,由于COI編碼蛋白質(zhì),在不同的生物類群中,密碼子第三位堿基的擺動(dòng)性增加了引物的錯(cuò)配率,而且COI基因在不同類群中進(jìn)化速率差異較大,因此難以設(shè)計(jì)覆蓋廣泛浮游動(dòng)物類群[39]或后生動(dòng)物類群的通用引物[40—42],且對(duì)水母類、被囊類等膠質(zhì)浮游動(dòng)物重現(xiàn)性較低[36,43—44]。Leray等[45]設(shè)計(jì)了一對(duì)擴(kuò)增長度為313bp的COI通用引物,適用于高通量測(cè)序平臺(tái),在珊瑚魚腸道后生動(dòng)物多樣性研究中表現(xiàn)良好,目前已被廣泛應(yīng)用于浮游動(dòng)物宏條形碼研究(表1)[46—47]。此外,線粒體12S和16S基因也可以作為浮游動(dòng)物宏條形碼研究的分子標(biāo)記[41, 48—49],在保證物種識(shí)別分辨率的同時(shí)降低引物-模板的錯(cuò)配率,且16S基因特別適合刺胞動(dòng)物的檢測(cè)[44,50]。

表1 浮游動(dòng)物宏條形碼研究中主要分子標(biāo)記的應(yīng)用示例

許多學(xué)者比較了18S和COI等分子標(biāo)記對(duì)浮游動(dòng)物多樣性的評(píng)估效果,發(fā)現(xiàn)橈足類的優(yōu)勢(shì)物種均能被各分子標(biāo)記檢出,且都能有效地區(qū)分不同的浮游動(dòng)物群落[51]。18S 能夠覆蓋更多的浮游動(dòng)物類群,但由于其較高的保守性導(dǎo)致其對(duì)物種識(shí)別的分辨率較低,很難在種水平上區(qū)分物種,可能會(huì)造成對(duì)群落物種多樣性的低估以及對(duì)非本土物種的錯(cuò)誤注釋[37,52—53],而且18S被發(fā)現(xiàn)在橈足類的不同科中的分辨率也不是一致的,這也會(huì)影響優(yōu)勢(shì)類群不同的區(qū)域之間多樣性的比較[24]。所以18S更適合對(duì)復(fù)雜群落多樣性的整體檢測(cè)。COI檢出的操作分類單元(OTU)中不能被注釋的比例遠(yuǎn)高于18S和16S,可能的原因是COI數(shù)據(jù)庫中參考序列較少[51, 54],但在構(gòu)建并使用本土COI數(shù)據(jù)庫的情況下,COI檢出的浮游動(dòng)物類群覆蓋度與18S相當(dāng),且注釋到種的比例高于18S[53—56]。

每種分子標(biāo)記都有不同的類群偏好性,檢出的生物種類和組成存在差異,因此,在實(shí)際研究中,要根據(jù)研究目的和目標(biāo)類群選擇最合適的引物。當(dāng)進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估研究時(shí),需要盡可能標(biāo)準(zhǔn)化和固定化1—2對(duì)引物的使用,在保證較高類群覆蓋度的同時(shí),降低多對(duì)引物帶來的誤差和成本,以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)空的研究之間的比較。而當(dāng)探索和挖掘環(huán)境中浮游動(dòng)物多樣性時(shí),采用多種標(biāo)記基因的組合能夠起到相互補(bǔ)充的作用[16, 39, 57—58],甚至可以針對(duì)浮游動(dòng)物的各個(gè)類群分別設(shè)計(jì)引物測(cè)序[59—60],以獲得更全面的結(jié)果。

2 基于DNA宏條形碼技術(shù)的浮游動(dòng)物多樣性研究

DNA宏條形碼技術(shù)通過高通量測(cè)序產(chǎn)生幾萬至幾十萬條序列,為了提高分析效率和降低錯(cuò)誤率,往往使用UPARSE和UCLUST等算法根據(jù)一定的相似度閾值將高通量測(cè)序得到的原始數(shù)據(jù)聚類為OTU,再基于OTU進(jìn)行物種注釋數(shù)據(jù)[30]。大多數(shù)浮游動(dòng)物研究者采用97%的相似度閾值進(jìn)行OTU的劃分[23,35, 59,61]。但是,常用的分子標(biāo)記如18SrRNA序列高度保守,Wu等[33]對(duì)數(shù)據(jù)庫中所有橈足類的序列進(jìn)行分析,得出相似性在97%上的序列有超過90%的可能性不屬于同一個(gè)種。有些學(xué)者使用99%的相似度閾值以避免對(duì)物種多樣性的低估[51,62]。此外,不同類群的種間相似度水平不同,不應(yīng)該使用相同的閾值進(jìn)行聚類[63]。而且目前大量物種分子數(shù)據(jù)的缺失會(huì)低估或高估種間相似度,從而影響相似度閾值的選擇。也有學(xué)者認(rèn)為不進(jìn)行聚類,直接對(duì)所有序列進(jìn)行比對(duì)注釋會(huì)使多樣性結(jié)果更可靠,尤其有利于識(shí)別低豐度和種間差異小的物種[31]。然而,Kunin等[64]建議采用不高于97%的閾值聚類以降低測(cè)序產(chǎn)生的大量錯(cuò)誤對(duì)生物多樣性的高估。目前,新型算法不斷涌現(xiàn),通過降噪的方式代替聚類以保留更多的有效數(shù)據(jù)。例如DADA2算法基于模型的序列校正,相當(dāng)于以100%相似度聚類[65],而UNOISE系列算法通過在UPARSE算法基礎(chǔ)上升級(jí)過濾流程,以減少測(cè)序錯(cuò)誤[66],兩者均已被應(yīng)用于海洋動(dòng)物宏條形碼的研究[24,53, 67—68]。此外,物種注釋算法和數(shù)據(jù)庫的選擇也會(huì)影響物種識(shí)別和物種多樣性估計(jì)的準(zhǔn)確性[69—71],經(jīng)典的形態(tài)分類技術(shù)仍然是驗(yàn)證DNA宏條形碼技術(shù)結(jié)果準(zhǔn)確性的有效手段。

許多基于拖網(wǎng)樣品的浮游動(dòng)物宏條形碼研究表明,使用97%的相似性閾值的情況下,宏條形碼技術(shù)得到的結(jié)果能夠重現(xiàn)形態(tài)鑒定得到大部分類群,反映相似的多樣性特征[15,25, 29, 57]。此外,宏條形碼技術(shù)能夠揭示環(huán)境中的隱匿多樣性,尤其是個(gè)體非常微小的原生動(dòng)物[72—73],形態(tài)特征不明顯的幼體和暫時(shí)性浮游動(dòng)物,如多毛類,雙殼類等等,以及群落中豐度較低的稀有種[14,24,31,46]。目前基于海水過濾樣品中的eDNA進(jìn)行浮游動(dòng)物宏條形碼研究相對(duì)較少,因?yàn)樗畼影w中所有生物的信息,所以使用通用引物擴(kuò)增測(cè)序得到的結(jié)果中往往包含大量藻類和微生物等,且eDNA破碎、降解比例較高。盡管如此,基于eDNA的宏條形碼技術(shù)依然能夠很好地揭示浮游動(dòng)物群落的多樣性,特別是能夠補(bǔ)充不易被拖網(wǎng)捕捉的浮游動(dòng)物信息[16]。但是對(duì)于某些類群,宏條形碼技術(shù)得到的多樣性水平比形態(tài)鑒定得到的結(jié)果更低,原因主要有：(1)測(cè)序過程中的偏差；(2)數(shù)據(jù)庫中參考序列的缺失；(3)引物適配性弱；(4)擴(kuò)增片段長度的多態(tài)性；(5)水體中DNA過快的降解[33,51, 74]。另外,宏條形碼技術(shù)也可能會(huì)高估某些低豐度的類群,如水母類和軟體類[29],特別是水體中的浮游動(dòng)物DNA片段可能通過海流和游泳能力強(qiáng)的捕食者被傳播到幾千米外的水域[75—76],沉積物的擾動(dòng)也會(huì)將季節(jié)性缺失的物種帶入水柱[77],從而引起檢測(cè)結(jié)果的偏差和β多樣性的降低[78]?？傊?宏條形碼技術(shù)能夠快速而準(zhǔn)確地反映浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)類群的多樣性及分布特征[79],但若要盡可能全面地研究環(huán)境中浮游動(dòng)物的多樣性,則有必要綜合使用基于網(wǎng)樣和水樣的宏條形碼技術(shù)以及形態(tài)鑒定技術(shù)。

3 基于DNA宏條形碼技術(shù)的浮游動(dòng)物數(shù)量研究

經(jīng)典形態(tài)學(xué)鑒定可以通過直接計(jì)數(shù)獲得浮游動(dòng)物各個(gè)物種的豐度信息。數(shù)量變化對(duì)于了解浮游動(dòng)物群落動(dòng)態(tài)特征和評(píng)價(jià)海洋環(huán)境質(zhì)量至關(guān)重要。多個(gè)基于浮游動(dòng)物拖網(wǎng)樣品的宏條形碼研究表明,各分類單元在高通量測(cè)序過程中產(chǎn)生的序列讀數(shù)與其生物量之間具有較好的相關(guān)性[14, 16,51]。然而,實(shí)驗(yàn)表明序列讀數(shù)僅能定性地反映物種數(shù)量和群落的動(dòng)態(tài)特征,而不能可靠地量化單個(gè)物種的生物量。一方面,即使在同一浮游動(dòng)物群落的平行重復(fù)之間,序列讀數(shù)的分布在統(tǒng)計(jì)上也是不同的[80],DNA的提取、標(biāo)記基因的選擇、PCR擴(kuò)增和高通量測(cè)序等過程中產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)偏差是產(chǎn)生差異的主要原因[81—82]。另一方面,浮游動(dòng)物群落中的不同類群,乃至同一類群中不同分類水平的分類單元的序列讀數(shù)與生物量之間的相關(guān)性也有所差異[68]。由于真核生物的核糖體基因和線粒體基因都是多拷貝基因,其在不同動(dòng)物類群中拷貝數(shù)的差異,以及數(shù)據(jù)庫中不同類群參考序列的完整性差異是使用宏條形碼技術(shù)進(jìn)行浮游動(dòng)物量化研究所面臨的重大挑戰(zhàn),特別是稀有類群[68,83]。此外,不同浮游動(dòng)物類群個(gè)體大小差異較大,會(huì)對(duì)物種豐度的估計(jì)產(chǎn)生偏差,多個(gè)小型生物體可能產(chǎn)生與少數(shù)大型生物體相同數(shù)量的序列讀數(shù)[29]。

基于eDNA的宏條形碼研究面臨更復(fù)雜的情況。首先,需要驗(yàn)證釋放到水體中eDNA的濃度與浮游動(dòng)物的生物量或豐度存在相關(guān)性[18]。其次,不同環(huán)境中eDNA衰減率差異很大[74, 84—85],且對(duì)環(huán)境因素如何影響eDNA濃度、稀釋和擴(kuò)散速率的理解尚不充分[18],這限制了不同采樣季節(jié)、地點(diǎn)水體中浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的比較。已有研究提出構(gòu)建人工群落或者結(jié)合實(shí)時(shí)熒光定量(qPCR)技術(shù)來校正序列讀數(shù)與物種生物量之間的偏差[82, 86],但這些方法都需要針對(duì)每個(gè)類群分別計(jì)算校正因子,浮游動(dòng)物涵蓋的類群十分廣泛,宏條形碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)浮游動(dòng)物的量化評(píng)估仍然需要更多研究支持。

4 DNA宏條形碼技術(shù)在浮游動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究中的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的形態(tài)鑒定方法相比,DNA宏條形碼技術(shù)在海洋浮游動(dòng)物群落監(jiān)測(cè)中的主要優(yōu)勢(shì)在于：(1)宏條形碼技術(shù)的便捷性,使之成為長時(shí)間尺度的多樣性連續(xù)監(jiān)測(cè)的好工具[61],有利于跟蹤浮游動(dòng)物群落的長期變化,特別是觀測(cè)其對(duì)異常氣候事件的響應(yīng)[59]。目前,冰芯或深海沉積物中保存的DNA可用于揭示成千上萬年前浮游生物多樣性[87]和群落的歷史變遷[88]；(2) 全球范圍內(nèi)不同海域的浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)屬種和群落組成有明顯差異,宏條形碼技術(shù)無需鑒定人員具備完備的分類學(xué)知識(shí),且能夠揭示廣布種在不同地理環(huán)境下的種內(nèi)變異,因而也非常適合大尺度浮游動(dòng)物群落的監(jiān)測(cè)。例如Hirai等[26]調(diào)查了整個(gè)太平洋中上層橈足類的群落結(jié)構(gòu)分布模式,而Chain等[31]比較了太平洋、大西洋和北極海域浮游動(dòng)物多樣性的差異。(3)宏條形碼技術(shù)可以與聲學(xué)技術(shù)聯(lián)合研究浮游動(dòng)物的晝夜垂直遷移[89]。(4) 基于eDNA的宏條形碼技術(shù),使用通用的分子標(biāo)記,能夠一次性獲得從真菌、原生生物到后生生物的分類信息,有利于各類群的比較以及類群間相互作用的揭示,實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)整體的認(rèn)識(shí)[67,90]。(5) 高通量測(cè)序產(chǎn)生的大量測(cè)序數(shù)據(jù),包括不能在數(shù)據(jù)庫中被注釋的序列信息,都能夠通過機(jī)器學(xué)習(xí)建立模型[91],在水域生態(tài)健康的評(píng)估和預(yù)測(cè)上具有更高的敏感性和準(zhǔn)確度,目前在淡水生態(tài)系統(tǒng)中已有應(yīng)用[92—93]。總之,下一代的全球海洋生物監(jiān)測(cè)將以大規(guī)模、自動(dòng)化為特點(diǎn),能夠獲取更豐富和多樣化的生態(tài)信息,促進(jìn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)變化的理解[94]。

DNA宏條形碼技術(shù)還可以用于浮游生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)關(guān)系研究。生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)關(guān)系研究的經(jīng)典方法是基于物種的食性分析,即通過收集和分析捕食者的消化道內(nèi)容物和糞便,在顯微鏡下觀察形態(tài)以鑒定物種。該研究面臨的最大技術(shù)障礙就是餌料生物個(gè)體在捕食者的消化道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生物理性碎裂和化學(xué)性降解,以至于形態(tài)逐漸不可辨別。在糞便中,可鑒別形態(tài)的比例會(huì)更低。宏條形碼技術(shù)的應(yīng)用,能夠快速、大規(guī)模地揭示捕食者的食譜特征和生物之間的營養(yǎng)關(guān)系[95—98],特別適合難以觀測(cè)的深海捕食關(guān)系和營養(yǎng)關(guān)系研究[99]。此外,在生物入侵的早期階段,入侵種的豐度較低,難以被傳統(tǒng)的采樣方式捕捉和鑒定,而宏條形碼技術(shù)對(duì)低豐度物種檢測(cè)的敏感性顯著地提高了識(shí)別入侵種的能力[100—101],有利于生態(tài)預(yù)警監(jiān)測(cè)和管理。宏條形碼技術(shù)在種群遺傳學(xué)上也有應(yīng)用潛力,高通量測(cè)序產(chǎn)生的大量代表性序列,包含了足夠的物種特異性信息,可以直接用于系統(tǒng)發(fā)育和生物地理格局的分析[18,26]。

5 總結(jié)與展望

目前DNA宏條形碼技術(shù)在海洋浮游動(dòng)物生態(tài)學(xué)的研究中展現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢(shì),但是依然存在顯著的問題。一方面,完善的數(shù)據(jù)庫信息是利用宏條形碼技術(shù)進(jìn)行物種比對(duì)注釋的基礎(chǔ),但是浮游動(dòng)物DNA條形碼的數(shù)據(jù)大量缺乏[36],尤其是COI條形碼亟需得到本土物種數(shù)據(jù)補(bǔ)充[69]。而且浮游動(dòng)物的形態(tài)鑒定水平受鑒定人員的專業(yè)水平影響較大,由于審核機(jī)制的缺失,一些數(shù)據(jù)庫中DNA序列信息錯(cuò)誤率較高[102]。另一方面,數(shù)量評(píng)估在海洋浮游動(dòng)物生態(tài)學(xué)的研究中不可或缺,DNA宏條形碼技術(shù)如何做到對(duì)浮游動(dòng)物生物量和豐度的準(zhǔn)確量化是未來發(fā)展的重要目標(biāo)。隨著高通量測(cè)序技術(shù),定量PCR技術(shù)和生物信息學(xué)分析技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,覆蓋類群更廣泛的多基因片段組合條形碼的開發(fā)和測(cè)序質(zhì)量的提升,DNA宏條形碼技術(shù)結(jié)合跨學(xué)科的知識(shí),將為海洋生態(tài)系統(tǒng)中浮游動(dòng)物的多樣性和數(shù)量提供更準(zhǔn)確的評(píng)估,在保護(hù)生態(tài)學(xué)、種群遺傳學(xué)及生物地理學(xué)等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。